Investigadores chinos afirman contar con motor hipersónico que puede alcanzar Mach 9 con combustible de avión de bajo costo
- El dispositivo viaja a nueve veces la velocidad del sonido sin el gasto o el riesgo de explosión de quemar hidrógeno
Investigadores en China dicen que han desarrollado el primer motor de ondas de detonación hipersónica del mundo capaz de propulsar vuelos a nueve veces la velocidad del sonido utilizando combustible para aviones de bajo costo.
El equipo dirigido por Liu Yunfeng, ingeniero sénior del Instituto de Mecánica de la Academia de Ciencias de China, reveló los detalles técnicos del motor alimentado con queroseno en un artículo publicado en el Journal of Experiments in Fluid Mechanics el 11 de noviembre.
“No se han hecho públicos antes los resultados de las pruebas para [motores de detonación hipersónicos que usan] queroseno de aviación”, escribieron.
Un motor de detonación puede funcionar de manera más eficiente y poderosa que otros motores hipersónicos como el scramjet. La onda de detonación desencadena una serie de explosiones, que ocurren casi instantáneamente y liberan mucha más energía que la combustión convencional con la misma cantidad de combustible, especialmente a velocidades superiores a Mach 8.
Científicos de todo el mundo han construido motores de detonación, pero en su mayoría utilizan hidrógeno como combustible, lo que conlleva un alto precio y riesgo de explosiones.
El motor de Liu usa RP-3, un combustible para aviones que se encuentra comúnmente en los aeropuertos chinos.
“El queroseno de aviación es el combustible de elección para los motores que respiran aire debido a su alta densidad de energía y la facilidad de almacenamiento y transporte”, dijo.
La idea de usar combustible para aviones para propulsar vuelos hipersónicos ha existido durante décadas, pero la dificultad de encender el queroseno en aire extremadamente caliente y rápido ha planteado un desafío para los científicos.
El queroseno se quema más lentamente que el hidrógeno, por lo que los motores que funcionan con queroseno generalmente requieren de una cámara de detonación más larga para retener la mezcla de aire y combustible durante un período de tiempo más prolongado.
Los modelos informáticos estimaron que la cámara de detonación de un motor alimentado con queroseno tendría que ser 10 veces más larga que la de uno que utiliza hidrógeno.
La longitud adicional sería imposible para la mayoría de los aviones hipersónicos, donde cada milímetro cuenta, según el equipo.
Pero los científicos chinos descubrieron que una modificación simple, agregar una protuberancia del tamaño de una miniatura en la superficie de la entrada de aire del motor, podría facilitar la ignición del queroseno y mantener pequeño el tamaño de la cámara.
Cuando el aire fresco llega a la boca estrecha de la entrada en forma de cuña del motor, las moléculas de aire que se mueven rápidamente se comprimen y calientan.
Luego, el aire caliente se mezcla con pequeñas gotas de queroseno, que se rompen para formar moléculas aún más pequeñas.
A medida que la mezcla de aire y combustible golpea la protuberancia en la superficie lisa de la entrada, se producen ondas de choque.
Los resultados de la prueba, realizada en diversas condiciones en el túnel JF-12, sugieren que estas ondas de choque inducidas por golpes no solo podrían encender el queroseno, sino también ayudar a confinar las explosiones en un espacio pequeño, generando un suministro constante de empuje.
El gobierno chino planea encontrar aplicaciones civiles para la tecnología hipersónica mediante la construcción de una flota de aviones que puedan transportar pasajeros a cualquier parte del planeta en una o dos horas.
Mientras tanto, el contratista de defensa Lockheed Martin planea realizar el primer vuelo del SR-72, un avión espía hipersónico no tripulado conocido como «Son of Blackbird», para 2025.
Las aeronaves hipersónicas deben ser capaces de realizar vuelos rutinarios de larga distancia en condiciones extremas. Reducir los costos operativos y de construcción sigue siendo un desafío importante, según los científicos e ingenieros involucrados en el desarrollo de la tecnología.
Fuente: South China Morning Post
